泵机组训练模拟器的制作方法
专利名称：泵机组训练模拟器的制作方法
技术领域：
本发明涉及模拟训练装置，具体是一种输油管线的泵机组训练模拟器。
背景技术：
泵机组被喻为管线系统的“心脏”，司泵人员对泵机组的熟练掌握程度，直接影响 管线系统的运行，因此，掌握泵机组的操作与使用，是单装训练的一项重要内容。通过泵机 组训练，受训人员应了解泵机组的基本构造、战术技术性能，熟悉工作原理，熟练掌握装备 的操作使用方法，做到会操作使用、会维护保养、会排除一般故障。目前，泵机组实装训练受 装备、经费、场地等因素的制约，训练效果难以保证。目前，用户对使用人员进行管线系泵机组操作培训时，通常采用实际设备进行训 练。这种训练方式的弊端是投入大，培训费用较高，受时间、地点、气候条件影响大，培训效
果较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有管线泵机组训练方法和模式存在的不足，提供一种用于 管线泵机组操作训练的模拟器。本发明的解决技术方案是这样实现的即一种泵机组训练模拟器，包括集成装配 在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器；其中
所述立式机柜分为上中下三个隔舱，上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线 接口 ；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板；在箱体上部右侧有 一个用于放置触摸屏小隔舱，模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板平行位置；模拟器 不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小舱门关闭此小隔 舱；
所述的工控机采用凌华工控机，用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模 拟指示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过 程进行提示和操作培训；
所述的操作面板采用与真实泵机组外形一致的操作面板，模拟器操作面板上包括仪 表、按钮、指示灯、参数现实设置器，用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行；
所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成 器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系 统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位；
还包括由模拟仿真软件建立的泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，实 时监测离合器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指 示仪表，在仪表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询试验记录使用。本发明提供的模拟训练器既可以取代真实泵机组进行单机操作训练，具有与真实 泵机组一致的操作体验。更重要的是，模拟器能够与“管线输油模拟训练子系统”软件组 网运行，根据泵站工艺流程需要，由单台或若干台输油泵(或供油泵)模拟器组合成泵站，由 “泵站监控摸拟训练”软件对模拟器进行监控。再利用“管线系统仿真”软件产生管线系统 动态行为，由“输油调度模拟训练”软件模拟调度室的工作，从而形成一个集泵机组单装、泵 站监控、输油调度、管线系统仿真为一体，软件与硬件相结合的完整的训练手段体系。训练 与考核结合，不受时间、场地、气候等限制，解决了用户实装训练动用装备多、保障工作多、 安全隐患多、需要经费多的问题。与现有技术相比，本发明的有益效果是显而易见的能有效地节省训练资源，提高 训练效益。训练与考核结合，不受时间、场地、气候的限制，培养司泵员操作泵机组的技能， 有效地提高了训练的质量和水平。
图1为本发明集装的整体结构图； 图2为操作面板的示意图3-图8为接线端子板的示意图。图1中，1-立式机柜；2-离合器；3-执行机构；4-操作面板；5-触摸屏。
具体实施例方式泵机组模拟器采用半实物形式。模拟器的主要硬件包括工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器等。所有 硬件集成装配在一个统一的机柜内，操作人员站立式操作，符合人体工程学设计。其结构组 成如图1所示。箱体分为上中下三个隔舱。上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线接 口(航插)等；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板等。此外，在 箱体上部右侧有一个小隔舱，用于放置触摸屏。模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板 平行位置；模拟器不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小 舱门关闭此小隔舱。所述的工控机采用凌华工控机，用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模 拟指示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过 程进行提示和操作培训。所述的操作面板(见图2)则考虑为了使操作人员具有真实的操作体验，采用了与 真实泵机组外形一致的操作面板。模拟器操作面板主要包括仪表、按钮、指示灯、参数现实 设置器等。用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行。所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号，并配置一个离合位置传感器，反馈 信号进入计算机。通过离合器手柄机构配以限位开关构成器离合系模拟部件。当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系统，则表示离合器到位，负则表 示离合器未拉到位。泵机组训练模拟器总接线图见图3。其工作原理如下，模拟仿真软件是泵机组模 拟器的核心，通过建立泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，它实时监测离合 器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指示仪表，在仪 表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询试验记录使 用。该泵机组模拟器及仿真软件也可多台相互搭建网络，各个模拟器之间通过服务器进行 数据交互，实现同步教学或者泵机组远距离输油试验的搭建。当泵机组运行模拟时，首先启停泵站，在触摸屏上设定基础运行参数，启动仪表箱 上启动开关，模拟系统启动；操作离合器离、合；按仪表箱上按钮调整泵速；工控机计算输 出模拟信号控制仪表箱上仪表指示。本发明的另一个实施方式是
泵机组模拟器由PLC和泵机组操作面板组成。操作面板上仅配置可动的开关、按钮等 部件，无显示仪表。因为无显示仪表，B型模拟器的运行参数必须通过泵站监控模拟软件中 的虚拟仪表显示。与2中泵机组模拟器相比，其优点主要是价格较低廉。本发明经试用，得到了非常理想的训练效果。操作者在很短的时间内掌握了对泵 机组的操作。
权利要求
1. 一种泵机组训练模拟器，包括集成装配在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集 板卡、触摸屏、操作面板、离合器；其中所述立式机柜分为上中下三个隔舱，上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线 接口 ；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板；在箱体上部右侧有 一个用于放置触摸屏小隔舱，模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板平行位置；模拟器 不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小舱门关闭此小隔 舱；所述的工控机用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模拟指 示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过程进 行提示和操作培训；所述的操作面板采用与真实泵机组外形一致的操作面板，模拟器操作面板上包括仪 表、按钮、指示灯、参数现实设置器，用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行；所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成 器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系 统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位；还包括由模拟仿真软件建立的泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，实 时监测离合器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指 示仪表，在仪表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询 试验记录使用。
全文摘要
本发明涉及一种管线泵机组训练模拟器材。包括集成装配在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器。其中离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位。本发明能有效地节省训练资源，提高训练效益。训练与考核结合，不受时间、场地、气候的限制，培养司泵员操作泵机组的技能，有效地提高了训练的质量和水平。
文档编号G09B25/02GK102097028SQ201110035670
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者余丛彬, 周绪杨, 张伟明, 杨建勇, 蒋仕章, 蒋明, 雍歧卫 申请人:中国人民解放军后勤工程学院
技术领域：
本发明涉及模拟训练装置，具体是一种输油管线的泵机组训练模拟器。
背景技术：
泵机组被喻为管线系统的“心脏”，司泵人员对泵机组的熟练掌握程度，直接影响 管线系统的运行，因此，掌握泵机组的操作与使用，是单装训练的一项重要内容。通过泵机 组训练，受训人员应了解泵机组的基本构造、战术技术性能，熟悉工作原理，熟练掌握装备 的操作使用方法，做到会操作使用、会维护保养、会排除一般故障。目前，泵机组实装训练受 装备、经费、场地等因素的制约，训练效果难以保证。目前，用户对使用人员进行管线系泵机组操作培训时，通常采用实际设备进行训 练。这种训练方式的弊端是投入大，培训费用较高，受时间、地点、气候条件影响大，培训效
果较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有管线泵机组训练方法和模式存在的不足，提供一种用于 管线泵机组操作训练的模拟器。本发明的解决技术方案是这样实现的即一种泵机组训练模拟器，包括集成装配 在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器；其中
所述立式机柜分为上中下三个隔舱，上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线 接口 ；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板；在箱体上部右侧有 一个用于放置触摸屏小隔舱，模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板平行位置；模拟器 不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小舱门关闭此小隔 舱；
所述的工控机采用凌华工控机，用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模 拟指示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过 程进行提示和操作培训；
所述的操作面板采用与真实泵机组外形一致的操作面板，模拟器操作面板上包括仪 表、按钮、指示灯、参数现实设置器，用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行；
所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成 器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系 统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位；
还包括由模拟仿真软件建立的泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，实 时监测离合器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指 示仪表，在仪表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询试验记录使用。本发明提供的模拟训练器既可以取代真实泵机组进行单机操作训练，具有与真实 泵机组一致的操作体验。更重要的是，模拟器能够与“管线输油模拟训练子系统”软件组 网运行，根据泵站工艺流程需要，由单台或若干台输油泵(或供油泵)模拟器组合成泵站，由 “泵站监控摸拟训练”软件对模拟器进行监控。再利用“管线系统仿真”软件产生管线系统 动态行为，由“输油调度模拟训练”软件模拟调度室的工作，从而形成一个集泵机组单装、泵 站监控、输油调度、管线系统仿真为一体，软件与硬件相结合的完整的训练手段体系。训练 与考核结合，不受时间、场地、气候等限制，解决了用户实装训练动用装备多、保障工作多、 安全隐患多、需要经费多的问题。与现有技术相比，本发明的有益效果是显而易见的能有效地节省训练资源，提高 训练效益。训练与考核结合，不受时间、场地、气候的限制，培养司泵员操作泵机组的技能， 有效地提高了训练的质量和水平。
图1为本发明集装的整体结构图； 图2为操作面板的示意图3-图8为接线端子板的示意图。图1中，1-立式机柜；2-离合器；3-执行机构；4-操作面板；5-触摸屏。
具体实施例方式泵机组模拟器采用半实物形式。模拟器的主要硬件包括工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器等。所有 硬件集成装配在一个统一的机柜内，操作人员站立式操作，符合人体工程学设计。其结构组 成如图1所示。箱体分为上中下三个隔舱。上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线接 口(航插)等；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板等。此外，在 箱体上部右侧有一个小隔舱，用于放置触摸屏。模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板 平行位置；模拟器不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小 舱门关闭此小隔舱。所述的工控机采用凌华工控机，用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模 拟指示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过 程进行提示和操作培训。所述的操作面板(见图2)则考虑为了使操作人员具有真实的操作体验，采用了与 真实泵机组外形一致的操作面板。模拟器操作面板主要包括仪表、按钮、指示灯、参数现实 设置器等。用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行。所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号，并配置一个离合位置传感器，反馈 信号进入计算机。通过离合器手柄机构配以限位开关构成器离合系模拟部件。当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系统，则表示离合器到位，负则表 示离合器未拉到位。泵机组训练模拟器总接线图见图3。其工作原理如下，模拟仿真软件是泵机组模 拟器的核心，通过建立泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，它实时监测离合 器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指示仪表，在仪 表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询试验记录使 用。该泵机组模拟器及仿真软件也可多台相互搭建网络，各个模拟器之间通过服务器进行 数据交互，实现同步教学或者泵机组远距离输油试验的搭建。当泵机组运行模拟时，首先启停泵站，在触摸屏上设定基础运行参数，启动仪表箱 上启动开关，模拟系统启动；操作离合器离、合；按仪表箱上按钮调整泵速；工控机计算输 出模拟信号控制仪表箱上仪表指示。本发明的另一个实施方式是
泵机组模拟器由PLC和泵机组操作面板组成。操作面板上仅配置可动的开关、按钮等 部件，无显示仪表。因为无显示仪表，B型模拟器的运行参数必须通过泵站监控模拟软件中 的虚拟仪表显示。与2中泵机组模拟器相比，其优点主要是价格较低廉。本发明经试用，得到了非常理想的训练效果。操作者在很短的时间内掌握了对泵 机组的操作。
权利要求
1. 一种泵机组训练模拟器，包括集成装配在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集 板卡、触摸屏、操作面板、离合器；其中所述立式机柜分为上中下三个隔舱，上隔舱安装操作面板、离合器、执行机构、CAN总线 接口 ；中部小隔舱放置键盘、鼠标；下部隔舱放置工控机和接线端子板；在箱体上部右侧有 一个用于放置触摸屏小隔舱，模拟器工作时，触摸屏可旋转至与操作面板平行位置；模拟器 不工作时，触摸屏可旋转至与箱体右侧板平行，并可在触摸屏固定后用小舱门关闭此小隔 舱；所述的工控机用于运行模拟仿真软件，完成所有模拟动作。所述的数据采集板卡用于采集操作面板开关状态、离合器状态，并输出数据给模拟指 示仪表。所述的触摸屏用作人机交互界面，以模拟画面、文字等方式对泵机组模拟运行过程进 行提示和操作培训；所述的操作面板采用与真实泵机组外形一致的操作面板，模拟器操作面板上包括仪 表、按钮、指示灯、参数现实设置器，用于显示泵机组运行数据，模拟操作泵机组的运行；所述的离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成 器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系 统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位；还包括由模拟仿真软件建立的泵机组运行仿真模型，模拟泵机组真实的运行工况，实 时监测离合器、仪表盘的调速开关状态，模拟泵机组的运行，并计算各运行参数，输出给指 示仪表，在仪表盘上实时显示出来并通过数据库软件存储数据以报表打印或日后教学查询 试验记录使用。
全文摘要
本发明涉及一种管线泵机组训练模拟器材。包括集成装配在一个统一的立式机柜内工控机、数据采集板卡、触摸屏、操作面板、离合器。其中离合器采用与真实泵机组一致的型号；通过离合器手柄机构配以限位开关构成器离合系模拟部件，当拉动离合器时，离合器手柄到位触动限位开关，输出开关量信号给系统，则表示离合器到位，否则表示离合器未拉到位。本发明能有效地节省训练资源，提高训练效益。训练与考核结合，不受时间、场地、气候的限制，培养司泵员操作泵机组的技能，有效地提高了训练的质量和水平。
文档编号G09B25/02GK102097028SQ201110035670
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者余丛彬, 周绪杨, 张伟明, 杨建勇, 蒋仕章, 蒋明, 雍歧卫 申请人:中国人民解放军后勤工程学院
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